Навигация
Ліотропні рідкі кристали лінійної структури
50566
знаков
0
таблиц
13
изображений
5.2.1 Ліотропні рідкі кристали лінійної структури
Група ліотропних рідких кристалів лінійної структури поділяється на три класи, які позначаються символами L1, L2, L3. Клас L1 – пластинчата структура – охоплює рідкі кристали, в яких молекули та іони розташовані в подвійних шарах, розділених водою. Цей клас кристалів називається мильними ядрами. Клас L2 – пластинчата структура – вміщує рідкі кристали з одиночними шарами молекул і іонів, розділених водою. Структурні схеми цих класів показані на рис. 5.2.1.13. Клас L3 – шарувата структура з подвійними шарами молекул і іонів, розділених водою. Осі молекул в шарах перпендикулярні до плоскості шарів ябо нахиленні під деяким кутом.
Рисунок 5.2.1.13 – Структурні схеми групи ліотропних рідких кристалів лінійної структури
5.2.2 Ліотропні рідкі кристали комірчастої структури
Сукупність ліотропних рідких кристалів комірчастої структури включає дві групи: Р та РН. Ці групи в свою чергу поділяються на шість класів: Р1, Р2, Р3, РН1, РН2 та РН3.
До групи Р відносяться три класи (рис. 5.2.2.14). Клас Р1 містить агрегати молекули – комірці – в формі стрижнів з органічною серцевиною, оточені водою. Перетин стрижнів в основному чотирьохкутне. Це нормальна двомірна тетрагональна структура Р1. Клас Р2 включає комірці в вигляді стрижнів з водною серцевиною. Перетин стрижнів квадратний. Цей клас називається зворотною двомірною тетрагональною структурою. Клас Р3 охоплює комірці ромбоедричного пакування в формі стрижнів з органічною серцевиною, оточенні водою. Перетин стрижнів прямокутний – нормальна двомірна прямокутна структура.
Рисунок 5.2.2.14 – Структурні схеми групи ліотропних рідких кристалів комірчастої структури
До групи РН відносяться також три класи. Клав РН1 містить комірці з гексагональним пакуванням в формі стрижнів з органічною серцевиною. Перетин стрижнів має форму кільця або шестигранника. Ця середня фаза або нормальна двомірна гексагональна структура в залежності від форми перетину стрижня. Клас РН2 містить комірці з гексагональним пакуванням в формі стрижнів з водною серцевиною. Перетин стрижня має форму кільця або шестигранника, це зворотна двомірна гексагональна структура (рис.5.2.2.15). Клас РН3 включає частки більш складної структури, оточенні водою та які мають гексагональне пакування – комплексна двомірна гексагональна структура.
Рисунок 5.2.2.15 – Структурні схеми групи ліотропних рідких кристалів комірчастої гексагональної структури
5.2.3 Ліотропні рідкі кристали кубічної структури
Ці кристали складають групу С, яка складається з двох підгруп: IV – 1 та IV – 2. До першої відносяться класи Сf з кубічним гранецентрованим пакуванням, до другої – класи з об’ємноцентрованим кубічним пакуванням Сb.
Клас Сf поділяється на три підкласи: Сf1, Cf2 та Cf3. До цих підкласів відносяться комірці гранецентрованої кубічною структурою, які розташовані в об’ємній решітці. Перетин комірців може змінюватись від кільцеподібних до дванадцятигранних. Підклас Сf1 містить комірці з органічною серцевиною, оточені водою – нормальна гранецентрована кубічна структура. Підклас Сf2 – з водною серцевиною – зворотна гранецентрована кубічна структура. Підклас Сf3 включає комірці більш складної структури – комплексна гранецентрована кубічна структура.
Клас Сb розділяється на два підкласи: Cb1 та Cb2. До цих підкласів відносяться комірці кубічної об’ємноцентрованої структури з кільцеподібним перетином. Підклас Сb1 – нормальна об’ємноцентрована кубічна структура – містить комірці з органічною серцевиною, оточену водою. Підклас Сb2 – комплексна об’ємноцентрована кубічна структура – комірці більш складної форми з кубічним об’ємноцентрованим пакуванням. [4]
6. ДЕФЕКТИ В РІДКИХ КРИСТАЛАХ
Якщо не приймати спеціальних засобів обережності для отримання однородного препарату, то при плавленні твердої мезогенної речовини отримуються ті чи інші складні текстури. Проявлення різних типів дефектів, тобто порушень оптичної безперервної рідкокристалічної фази.
Ці дефекти надзвичайно різноманітні. Нитки, ядра, інверсійні стінки, петлі, конфокальні домени – добре видні за допомогою звичайного поляризаційного мікроскопа, так як вони мають достатньо великі розміри. Вже цим дефекти в рідких кристалах відрізняються від дефектів в твердих тілах, де вони мають субмікроскопічні розміри й за допомогою звичайної мікроскопічної техніки вирішуються погано. Причина такої різниці в розмірах полягає в тому, що енергія, необхідна для стабілізації дефектів в рідких кристалах, трохи менше відповідній енергії для твердого кристала. Дефекти в рідких кристалах часто стабілізуються опорними стінками або сторонніми включеннями. Вони виникають в процесі плавлення твердого кристала, при приложені електричних і магнітних полів, при виниканні градієнтів температури, в результаті механічних деформацій.
Дефекти в рідких кристалах можна поділити на три групи. Точкові дефекти, що належать до першої групи, добре відомі по твердим кристалам. Це, перш за все, дефекти молекулярних розмірів – дефекти по Френзелю та Шоттки. Можна думати, що ці дефекти в рідких кристалах проявляються в більш високих концентраціях, ніж в твердих кристалах внаслідок високої рухомості молекул. Інші точкові дефекти молекулярних розмірів пов’язані з обертанням молекул рідких кристалів вздовж довгих і коротких осей, з процесіоним рухом і з відхиленням довгих осей молекул від напрямку директора на величини порядку градуса. Ці дефекти не проявляються візуально в текстурах, й їх вивчення можливо тільки резонансними методами. Другий тип дефектів – це лінійні дефекти. В рідких кристалах спостерігається як лінійні дефекти, типові для твердих кристалів, - дислокації, так і дефекти, що рідко зустрічаються в твердих кристалах,- дисклинації. Вони визначають головним чином вид текстур рідких кристалів.
Третій тип дефектів – це двомірні дефекти або стінки. Вони також дуже часто бувають присутні в рідких кристалах і багато в чому визначають вид спостережуємій текстури. До цього останього типу можна віднести й різноманітні домени – конфокальні й більш складні полігональні утворення.
Розглянемо докладно лінійні дефекти. Візьмемо полий циліндр із речовини, що вивчаємо і розріжемо його уздовж твірної, як показано на рис. 6.16. Зміщуючи берега розрізу вздовж трьох осій координат, ми отримуємо краєві та гвинтові дислокації. В першому випадку вектор Бюргерса b перпендикулярний лінії дислокації L, в другому – паралельний (рис. 6.16, а – в).
Рисунок 6.16 – Процес Вольтерра утворення дислокацій та дисклінацій
Лінії дислокацій і дисклінацій L розташовані вздовж осі Х3. Напрямок зміщення та обертання показані векторами b та ν відповідно. а) і б) – краєві дислокації, в) – гвинтова дислокація, г) і д) – гвинтові дисклинації, е) – клинова дисклинація
Дисклинації виникають при обертанні берегів розрізу кругом осі ν, що розташована теж уздовж трьох осей координат. В перших двох випадках (рис.6.16,г,д) ось ν перпендикулярна лінії дисклинації L. Такі дисклинації називаються гвинтовими. В останньому випадку (рис. 6.16, е) ν паралельна L. Ця дисклинація називається клиновою.
В загальному випадку в результаті розглянутого процесу Вольтерра зсув кожної точки середи можна представити як
d=b+Ω(ν*r) (6.3)
де b – вектор Бюргерса
r – відстань до осі обертання ν, кругом якої середа оберталась на кут Ω
Дислокації в рідких кристалах можливі тільки в шаруватих структурах. При цьому вектор Бюргерса b повинний бути кратним числу шарів.
Дисклинації – більш часті дефекти в рідких кристалах.
Кут Ω в формулі (6.3), на який обертаються береги розрізу кругом осі ν, не може мати будь-які значення. Це обумовлено тим фактом, що оптичні осі по одну та іншу сторону дисклинації зберігають свій напрямок незмінним. Тому кут Ω повинен бути цілим, кратним π:
Ω=2πs (6.4)
де s – ціле або напівціле число, що називається силою дисклинації
Прийнято вважати силу дисклинації s позитивною, якщо в процесі Вольтерра приходиться видаляти залишок речовини. Якщо при утворенні дисклинації треба додати речовину, то її сила буде негативною.
Часто замість сили дисклинації користуються іншою величиною, що називається індексом Франка.
Дисклинації, також як і дислокації, взаємодіють один з одним, а також с дисклинаціями, крапковими дефектами поверхні, причому роль заряду в цих взаємодіях грає сила дисклинації або індекс Франка. [3]
Похожие работы
... (сенсибілізація введенням домішок, наприклад КСl+ДО) - фотохімічне фарбування. 3. Електронна провідність у напівпровідникових з'єднаннях (провідники п- і р- типу) обумовлена хімічними дефектами кристалічних ґрат - надлишком або недоліком аніонів або катіонів. Причому для урівнюваня зарядів з метою досягнення електронейтральності існують різні можливості. При підвищенні температури кристалів ...
... По другой версии, исчезновение было задумано ей специально, чтобы отомстить мужу, которого полиция неизбежно заподозрила в убийстве писательницы. Несмотря на взаимную привязанность в начале, брак Арчибальда и Агаты Кристи окончился разводом в 1928 году. В своем романе «Незаконченный портрет», опубликованном в 1934 году под псевдонимом Мэри Вестмакотт, Агата Кристи описывает события, похожие на ...
... и не подвергшиеся грамматическим и фонетическим преобразованиям в языке заимствований. Термины (Terms) – слова и словосочетания, обозначающие научные понятия, в которых отражены свойства и характеристика объекта. Приведём пример из произведения Теодора Драйзера «Финансист» («The Financier»): «There was a long conversation – a long wait. His father came back to say I was doubtful whether they ...
... , допустим, целую деревню. Место преступления, как правило, тоже может быть как открытым, так и закрытым. 3.3 Элементы готического романа в творчестве Агаты Кристи Для творчества Агаты Кристи было актуальным использование традиций готического романа. Чтобы выявить эти традиции и проследить их развитие в произведениях писательницы, представительницы классического детектива, рассмотрим ...
0 комментариев